[OS] 操作系统课程（三）

• 工具
  • 源码阅读：understand
  • 源码文档自动生成工具：Doxygen
  • 编译环境：gcc
  • 运行环境：x86机器或QEMU
  • 调试工具：QEMU+(GDB or IDE)
  • IDE：Eclipse-CDT
• 设计思路
  • 外设：IO管理/中断管理
  • 内存：虚存管理/页表/缺页处理/页替换算法
  • CPU：进程管理/调度器算法
  • 并发：信号量实现同步互斥应用
  • 存储：基于链表/FAT的文件系统
• 实验内容（对应源码行数）
  • 1 OS启动、中断与设备管理：0200~1800
  • 2 物理内存管理：1800~2500
  • 3 虚拟内存管理：2500~3200
  • 4 内核线程管理：3200~3600
  • 5 用户进程管理：3600~4300
  • 6 处理器调度：4300~5100
  • 7 同步互斥：5100~6400
  • 8 文件系统：6400~9999

• 实验内容
  • Lab1：Bootloader/Interrupt/Device Driver
    • Bootloader启动操作系统
    • 操作系统启动前的状态和要做的准备工作
    • 运行操作系统的硬件支持
    • 操作系统如何加载到内存
    • 两类中断：外设中断，中断陷阱

• • Lab2：物理内存管理
    • 理解x86分段/分页模式，了解操作系统如何管理连续空间的物理内存

• • Lab3：虚拟内存管理
    • 了解页表机制和换出（swap）机制
    • 故障中断，缺页故障处理，基于页的内存替换算法

• • Lab4：内核线程管理
    • 如何利用CPU高效完成工作
    • 创建相对用户进程更简单的内核态线程
    • 对内核线程进行动态管理

• • Lab5：用户进程管理
    • 用户态进程创建、执行、切换和结束的动态管理过程
    • 用户态通过系统调用得到内核态的内核服务的过程

• • Lab6：进程调度
    • 理解操作系统调度过程和调度算法

 

• • Lab7： 同步互斥
    • 进程间如何进行信息交换和共享
    • 同步互斥的具体实现及对系统性能的影响
    • 死锁产生的原因，如何避免
    • 哲学家吃饭问题

 

• Lab8：文件系统
  • 文件系统的具体实现，与进程管理的关系
  • 缓存对操作系统IO访问的性能改进
  • 虚拟文件系统（VFS）
  • buffer cache和disk driver间的关系

 

参考

实验楼

https://www.shiyanlou.com/courses/221/learning/?id=709